2015年陶瓷工藝學(xué)復(fù)習(xí)提綱

1、By shendu緒論：1. 名詞解釋結(jié)構(gòu)陶瓷： 具有耐高溫、耐熱沖擊、耐磨擦、耐腐蝕、高硬度、高剛性、高 強度、低熱膨脹性、隔熱等特殊性質(zhì)，并且在惡劣環(huán)境下工作性能也非常穩(wěn) 定，也稱為工程陶瓷。功能陶瓷： 主要指在電、熱、聲、光、磁、彈等營力作用下與之發(fā)生直接的 或耦合的效應(yīng)而具有某種特殊功能的陶瓷材料。納米陶瓷： 是由顆粒尺寸在 100 納米以下的粉末制造燒結(jié)成的多晶陶瓷。 普通（傳統(tǒng)）陶瓷： 是指主要以硅酸鹽礦物（如黏土、長石、石英等）為主要 原料與其它天然礦物原料經(jīng)過粉碎、 混合、成型、 高溫煅燒等過程而制成的， 以多晶聚合體為主的固態(tài)物。特種陶瓷： 是指采用高度精選的原料和現(xiàn)代先進技

2、術(shù)，精確控制化學(xué)組成， 按照便于進行結(jié)構(gòu)設(shè)計及控制制造的方法進行制造加工的，具有優(yōu)異特性的 陶瓷。2. 普通陶瓷和特種陶瓷在成分、制備工藝、顯微結(jié)構(gòu)、性能及用途上的差異。普通陶瓷特種陶瓷化學(xué)組成大多采用石英、 長 石、粘土等天然硅 酸鹽化合物?；瘜W(xué)組成不含硅酸鹽化合物，基本為化工精制合成的的高純礦物 （例如各種氧 化物、碳化物、氮化物、硅化物等） 。制備工藝粉體 的制 備方 法及 粉體 特征以機械粉碎法為 主，該法獲得的粉 體粒度較大（一般 達到 2 微米都很 難），粉體純度低， 均勻性差，粒度分 布范圍寬。常采用物理化學(xué)法 （例如液相法和氣相 法），該法獲得的粉體粒度?。ê苋菀走_ 納米級）

3、，純度高（可達 99.9999 ），化 學(xué)均勻性好，粒度分布范圍窄。成型方式常采用注漿法、 可 塑法、干壓法和半 干壓法等。常采用熱壓注、 等靜壓、 流延法、 等離子 體鍍膜法等。燒成方式普通的高溫窯爐。常采用熱壓燒結(jié)、 等靜壓燒結(jié)、 氣氛燒結(jié) 等方式。顯微結(jié)構(gòu)大多為多晶多 相材料，晶相、玻 璃相、氣孔和晶界 都是其重要組成 部分。大多為單相多晶材料，晶相、晶界為 其組成部分，玻璃相和氣孔近乎于沒有。性能性脆，易碎。具有普通陶瓷所不具有的特殊性能，如高硬度、高強度、耐高溫、耐腐蝕、超 導(dǎo)、鐵電、光電、壓電、磁性、絕緣、透1光、生物相容性等。應(yīng)用常用于日常生活 和生產(chǎn)中。常用于宇航、 電子、 生

4、物醫(yī)學(xué)、 激光等現(xiàn) 代高新技術(shù)領(lǐng)域。By shendu3. 陶瓷材料的鍵型主要為離子鍵或離子共價混合鍵，其結(jié)合強度高，且具有 方向性。強固的結(jié)合鍵使其具有比金屬材料和高分子材料優(yōu)異得多的耐高溫 性和耐磨性。 陶瓷材料特性：高熔點、耐磨損、高強度、耐腐蝕、高硬度、 脆性大、塑韌性差、不易加工，還具特殊的光電聲熱磁等物理性能。4. 陶器和瓷器的區(qū)別，日用陶器的分類，日用 瓷器 的分類。(1) 區(qū)別陶器：結(jié)構(gòu)疏松多孔，致密度差，吸水率一般 3，透水不透光，未?；??；潭鹊?，斷面結(jié)構(gòu)粗糙，敲之聲音粗啞，沉濁。例如墻面磚，花盆。瓷器：坯體致密度較高，吸水率小于等于 3，透光不透水，?；潭雀?， 斷面

5、貝殼狀或石狀，細膩，有一定半透明性，敲之聲音清脆。(2) 日用陶器分類名稱粗陶器普通陶器細陶器特征吸水率一般大于15%，不施釉， 制作粗糙吸水率一般不大于 12， 斷面顆粒較粗，氣孔較大， 表面施釉，制作不夠精細吸水率一般不大于 15，斷面顆粒細， 氣孔較小，結(jié)構(gòu)均 勻，施釉或不施釉， 制作精細日用瓷器分類名稱炻瓷類普通瓷器細瓷器特征吸水率一般不大 于 3 透光性差， 通常胎體較厚， 呈色，斷面呈石 狀，制作較精細吸水率一般不大于 1有 一定透光性，斷面呈石狀或 貝殼狀，制作較精細吸水率一般不大于0.5，透光性好，斷 面細膩，呈貝殼狀， 制作精細By shendu第 1章 陶瓷原料1. 名詞解

6、釋： 瓷石：是一種由石英，絹云母組成，并含有若干高嶺石，長石等的巖石狀礦 物集合體。 P25高嶺土: 以高嶺石和多水高嶺石為主要礦物的粘土膨潤土： 以蒙脫石為主要組成礦物的黏土耐火度： 表征材料無荷重時抵抗高溫作用而不融化的性能的指標(biāo)。 P162. 按照工藝特性的不同，普通陶瓷的原料一般分為哪幾類？每一類所起什么的 作用？列舉常用的原料。答：一般按原料的工藝特性分為：可塑性原料、瘠性原料、熔劑性原料和功 能性原料四大類。a. 可塑性原料在生產(chǎn)中主要起塑化和結(jié)合作用，它賦予坯料可塑性和注漿成 形性能，保證干坯強度及燒后的各種使用性能如機械強度、熱穩(wěn)定性、化學(xué) 穩(wěn)定性等，它們是成形能夠進行的基礎(chǔ)，

7、也是黏土質(zhì)陶瓷的成瓷基礎(chǔ)。 如高嶺土、多水高嶺土、膨潤土、瓷土等。b. 瘠性原料在生產(chǎn)中起減黏作用， 可降低坯料的黏性， 燒成后部分石英溶解 在長石玻璃中， 提高液相黏度， 防止高溫變形， 冷卻后在瓷坯中起骨架作用。 如石英、蛋白石、葉蠟石、黏土煅燒后的熟料、廢瓷粉等。c熔劑性原料在生產(chǎn)中起助熔作用， 高溫熔融后可以溶解一部分石英及高嶺 土分解產(chǎn)物，熔融后的高黏度玻璃可以起到高溫膠結(jié)作用。常溫時也起減黏 作用。如長石、石灰石、白云石、滑石、鋰云母、偉晶花崗巖等。d. 功能性原料在生產(chǎn)上不起主要作用，也不是成瓷的必要成分，一般是少量 加入即能顯著提高制品某些方面的性能，有時是為了改善坯釉料工藝性

8、能而 不影響到制品的性能，從而有利于生產(chǎn)工藝的實現(xiàn)。如氧化鋅、鋯英石、色料、電解質(zhì)等。3. 粘土化學(xué)組成中的常規(guī)的 9 項測試項目是哪些？粘土化學(xué)組成對陶瓷的工藝 性能有何影響？粘土中 Fe2O3 和 TiO2 含量對燒成品顏色有何影響？粘土的礦 物組成（高嶺土、蒙脫石、伊利石等） ，粘土的工藝性能指標(biāo)（ 8 項），粘土By shendu在陶瓷生產(chǎn)中的作用，常見粘土礦物高嶺石和蒙脫石的分子式。答：(1)9 項測試項目為： SiO2、Al2O3、H2O、K2O、Na2O、CaO、MgO、Fe2O3、TiO2 (2)a. SiO 2 ：若以游離石英狀態(tài)存在的 SiO2 多時，黏土可塑性降低，但是干

9、燥后 燒成收縮小。b. Al 2O3 ：含量多，耐火度增高，難燒結(jié)。c. Fe 2O31 ，TiO2 0.5 ：瓷制品呈白色，含量過高，顏色變深，還影 響電絕緣性。d. CaO、MgO、K2O、Na2O：降低燒結(jié)溫度，縮小燒結(jié)范圍。e. H 2O、有機質(zhì)：可提高可塑性，但收縮大。( 3)粘土的工藝性能指標(biāo)：可塑性、 結(jié)合性、離子交換性、觸變性、膨脹性、 收縮、 燒結(jié)性能、耐火度( 4)粘土在陶瓷生產(chǎn)中的作用 :a. 黏土的可塑性是陶瓷坯泥賴以成型的基礎(chǔ)。b. 黏土使注漿泥料與釉料具有懸浮性與穩(wěn)定性。c. 黏土一般呈細分散顆粒，同時具有結(jié)合性。d. 黏土是陶瓷坯體燒結(jié)時的主體。e. 黏土是形成陶

10、器主體結(jié)構(gòu)和瓷器中莫來石晶體的主要來源。(5) 高嶺石的理論化學(xué)通式是 Al 2O32SiO22H2O 蒙脫石晶體理論化學(xué)通式為 Al 2O34SiO2nH2O4. 以高嶺石和多水高嶺石為主要礦物的粘土稱為高嶺土。高嶺石的理論化學(xué)通 式是 Al2O32SiO22H2O，晶體結(jié)構(gòu)式為 Al 4(Si 4O10)(OH) 8，化學(xué)組成為 Al2O3 39.5%，SiO2 46.54%，H2O 13.96%。5. 以蒙脫石為主要組成礦物的黏土稱為膨潤土 (bentonite )，一般呈白色、 灰白 色、粉紅色或淡黃色，被雜質(zhì)污染時呈現(xiàn)其它顏色。由于膨潤土的可塑性大， 因此常被用作陶瓷生產(chǎn)中的增塑劑。

11、但因為其中的Al2O3 含量較低，又吸附了其他陽離子，雜質(zhì)較多，故燒結(jié)溫度較低，燒后色澤較差。在陶瓷坯料中膨潤 土使用量不宜過多，一般在 5%左右。By shendu6. 石英的分子式、晶型轉(zhuǎn)化特點、在陶瓷生產(chǎn)中的作用。 P20（1） 石英（ SiO2），的晶型轉(zhuǎn)化類型有兩種：a. 高溫型的緩慢轉(zhuǎn)化（橫向）b. 低溫型的快速轉(zhuǎn)化（縱向（2）a. 石英是瘠性原料，可對泥料的可塑性起調(diào)節(jié)作用。b. 在陶瓷燒成時 , 石英的加熱膨脹可部分抵消陶瓷坯體的體積收縮。在高溫 下石英能部分溶解于液相中，增加熔體的黏度。而未溶解的石英顆粒，則構(gòu) 成坯體的骨架。c. 在瓷器中， 石英對坯體的力學(xué)強度有著很大的影

12、響。 合適的石英顆粒粒度 能大大提高瓷器坯體的強度。d. 在釉料中，石英是生成玻璃質(zhì)的主要組分。增加釉料中石英含量能提高釉 的熔融溫度與黏度，并減少釉的熱膨脹系數(shù)。5. 長石的種類，鉀長石和鈉長石的分子式、鉀長石和鈉長石的熔融特性對比， 長石在陶瓷生產(chǎn)中的應(yīng)用。答：長石的種類：鉀長石、鈉長石、鈣長石、鋇長石。鉀長石： K2OAl 2O36SiO2鈉長石： Na2OAl 2O36SiO2 熔融特性對比：a. 鉀長石的熔融溫度不是太高， 且其熔融溫度范圍寬。 熔融后分解為白榴子 石和 SiO2 的固溶體，黏度大，熔融物呈稍帶透明的乳白色，體積膨脹8%左右，有利于燒成控制和防止變形。b. 鈉長石的開

13、始熔融溫度比鉀長石低， 其熔化時沒有新的晶相產(chǎn)生， 液相的 組成和熔長石的組成相似，即液相很穩(wěn)定，但形成的液相粘度較低。 長石在陶瓷生產(chǎn)的應(yīng)用：（ 1）長石在高溫下熔融， 形成粘稠的玻璃熔體， 是坯料中堿金屬氧化物 （K2O，Na2O）的主要來源，能降低陶瓷坯體組分的熔化溫度，有利于成瓷和降低燒 成溫度。（2）熔融后的長石熔體能熔解部分高嶺土分解產(chǎn)物和石英顆粒。液相中By shenduAl2O3 和 SiO2相互作用， 促進莫來石晶體的形成和長大， 賦予了坯體的力學(xué)強度和化學(xué)穩(wěn)定性。（3）長石熔體能填充于各結(jié)晶顆粒之間，有助于坯體致密和減少空隙。（4）在釉料中長石是主要熔劑。（ 5）長石作為瘠

14、性原料， 在生坯中還可以縮短坯體干燥時間、 減少坯體的干 燥收縮利變形等。6. 氧化鋯有哪些晶型？各種晶型之間的轉(zhuǎn)變有何特征？答： ZrO2 有三種晶型，常溫下為單斜晶系，密度為 5.68g/cm 3；在約 1170 以上轉(zhuǎn)化為四方晶系， 密度為 6.10g/cm 3；更高溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎骄担?密度 為 6.27g/cm 3，其轉(zhuǎn)化關(guān)系為： P387. 碳化硅晶型及物理性質(zhì)對比。 P39最常見的 SiC 晶型有 a-SiC,6H-SiC,15R-SiC,4H-SiC 和-SiC 。在各種 SiC晶型中，最主要的是 -SiC（ 高溫穩(wěn)定型 ）和 -SiC（ 低溫穩(wěn)定型 ）， 各類 SiC 變體

15、的密度無明顯差別。 SiC 各變體與生成溫度之間存在一定的關(guān)系， 低于 2100，-SiC 是穩(wěn)定的， 因此在 2000以下合成的 SiC，主要是 -SiC 當(dāng)溫度超過 2100時， -SiC 開始向 -SiC 轉(zhuǎn)化。By shendu第2章 粉體的制備1. 名詞解釋：一次顆粒 ：指沒有堆積、絮聯(lián)等結(jié)構(gòu)的最小單元的顆粒。二次顆粒 ：指存在有在一定程度上團聚了的顆粒。2. 機械粉碎法和化學(xué)合成法所制備的粉體在粒度、粒形和粒度分布范圍等方面 的差異。機械粉碎法是由粗顆粒來獲得細粉的方法，在粉碎過程中難免混入雜質(zhì)且不 易制得粒徑在 1m以下的微細顆粒?；瘜W(xué)合成法的特點是純度、粒度可控，均勻性好，顆粒

16、微細，并且可以實現(xiàn) 顆粒在分子級水平上的復(fù)合、均化。3. 粒度、粒形、化學(xué)組分和物相測試分析常用的方法。a. 粒度分析：篩分、沉降法、感應(yīng)區(qū)法、 吸附法、 X 射線衍射線線寬法、 光 學(xué)顯微鏡法、掃描電子顯微鏡法( SEM)、透射電子顯微鏡法( TEM)b. 粒形分析：利用數(shù)據(jù)合成標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)分布、利用繪圖來表示相關(guān)結(jié)果c. 化學(xué)組分分析：分析化學(xué)方法、 X射線熒光技術(shù) (XRF)、質(zhì)譜(MS)、中子激活 分析、電子微探針 (EPMA)、離子微探針 (IPMA)d. 物相測試分析： X射線衍射法、電子衍射法4. 粒度分布最常用的表達形式：粒度分布曲線、平均粒徑、標(biāo)準(zhǔn)偏差、分布寬 度等。顆粒粒徑包

17、括眾數(shù)直徑 (d m) 、中位徑 (d50或 d1/2 )和平均粒徑 (?) 等的含 義。P53眾數(shù)直徑：指顆粒出現(xiàn)最多的粒度值，即頻率曲線的最高峰值； d50、d90、d10：分別指在累積分布曲線上占顆?？偭繛?50、90及 10所對 應(yīng)的粒子直徑； d50：指眾數(shù)直徑即最高峰的半高寬。 平均粒徑：By shendu5. 列舉常見的粗碎、中碎、細碎、超細粉碎設(shè)備。 粗碎：顎式破碎機、錘式破碎機、圓錐破碎機等 中碎：顎式破碎機、輪碾機、圓錐破碎機等 細碎：球磨機、振動磨、攪拌磨、雷蒙磨（環(huán)輥磨機）、氣流磨（氣流粉碎機） 超細粉碎：6. 影響球磨機粉碎效率的主要因素。 球磨機的轉(zhuǎn)速，研磨體的密度

18、、大小及形狀，球磨方式，料、球、水的比例， 裝料方式，球磨機直徑，球磨機內(nèi)襯的材質(zhì)，加料粒度，助磨劑6. 助磨劑的作用，列舉常用的助磨劑。（1）助磨劑的作用：a. 降低顆粒表面能，避免團聚（二次粒子）b. 進入礦物晶層、粒子的微裂縫中，產(chǎn)生劈裂作用，從而提高研磨效率。（2）：常用助磨劑：液體助磨劑、如醇類（甲醇、丙三醇） 、胺類（三乙醇胺、二異丙醇胺） 、油酸及 有機酸的無機鹽類（可溶性質(zhì)素磺酸鈣、環(huán)烷酸鈣） 氣體助磨劑如丙酮氣體、惰性氣體固體助磨劑：如六偏磷酸鈉、硬脂酸鈉或鈣、硬脂酸、滑石粉等。7. 化學(xué)合成粉體的常用方法及特點 固相法：就是以固態(tài)物質(zhì)為出發(fā)原料來制備固體粉末的方法 , 熱分

19、解反應(yīng)法、 化合反應(yīng)法 、氧化物還原法 . 特點：沒有狀態(tài)（相）的變化，得到的固體粉體與最初固相原料可以是同一 組成，也可以不是，并且反應(yīng)生成物一般需要粉碎。 液相法：沉淀法、醇鹽水解法、溶膠凝膠法（ sol-gel ）、溶劑蒸發(fā)法 氣相法：蒸發(fā) - 凝聚法、氣相化學(xué)反應(yīng)法By shendu第 3 章 坯料和釉料的配料計算1名詞解釋： 造粒：造粒是在原料細粉中加入一定量的塑化劑， 制成粒度較粗、 具有一定假顆 粒度級配、流動性較好的團粒 （20 80 目） ，以利于新型陶瓷坯料的壓制成型。 釉：由多種原料組成的混合物， 和玻璃一樣沒有固定的熔點， 加熱過程中由固態(tài) 轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時，在一定的溫度范

20、圍內(nèi)逐漸熔化。2. 已知坯料的化學(xué)組成和所用原料，進行坯料配方的計算。3. 原料預(yù)處理常用的方式及目的： 酸洗，磁選：清除有害的鐵雜質(zhì) 預(yù)燒、預(yù)合成: 使配料過程簡化，減少配料時的計算誤差和稱量誤差，從而使材料的組 成恒定且均勻， 特別是某些含量較少的原料能均勻分布。 并且在合成過程中有利 于提高瓷件性能。4. 能正確區(qū)分釉式和坯式。 在表示釉料時與表示坯料時所不同的地方是：釉式是將各助熔劑（R2O+RO，有時簡寫為 RO）的系數(shù)之和調(diào)整為 1，而坯式是將中性氧化物（ R2O3）的系數(shù) 調(diào)整為 1。5. 釉料配方的配制原則。（1）根據(jù)坯體的燒結(jié)性質(zhì)調(diào)節(jié)釉料的熔融性質(zhì)釉料的熔融性質(zhì)（2）釉料的膨

21、脹系數(shù)與坯體膨脹系數(shù)相適應(yīng)By shendu（3）坯體與釉料的化學(xué)組成相適應(yīng)（4）釉的彈性模量與坯的彈性模量相匹配（5）合理選用原料5. 塑化劑一般有無機塑化劑 （如傳統(tǒng)陶瓷中的黏土 ） 和有機塑化劑兩類。新型陶 瓷一般采用有機塑化劑。 塑化劑通常由黏結(jié)劑、 增塑劑和溶劑組成。 常用的 塑化劑？塑化劑對坯體性能的影響？（ 1）常用的塑化劑有：聚乙烯醇（ PVA）、聚醋酸乙烯醇（ PVAC）、羧甲基纖 維素（ CMC）、石蠟（2）影響： 聚乙烯醇的聚合度對成型性能的影響，用于塑化的聚乙烯醇聚合度一般 為 1500 1700。聚合度 （n） 越大，彈性越大，不利于成型。聚合度也不能 太小，否則由于

22、鏈節(jié)過短，彈性過低，脆性增大，會失去粘接作用，也不 利于成型。 黏結(jié)劑對坯體機械強度的影響，實驗證明，在 400以下，黏結(jié)劑較多 的坯體機械強度高； 在 400以上，含黏結(jié)劑少的坯體中產(chǎn)生的氣孔較少， 故此時坯體的機械強度高。 黏結(jié)劑對電性能的影響， 黏結(jié)劑用量越多， 坯體中的氣孔就越多， 擊穿電 壓也就越低。 黏結(jié)劑對燒成氣氛的影響， 在焙燒時， 如果氧化不完全， 坯件中的塑化劑 將產(chǎn)生 CO氣體，而與坯件中某些成分發(fā)生還原反應(yīng)，導(dǎo)致制品性能變壞。 塑化劑揮發(fā)速率的影響， 選擇塑化劑時， 它的揮發(fā)溫度范圍要大， 以利于 生產(chǎn)控制。否則因塑化劑集中在一個很窄的溫度范圍內(nèi)劇烈揮發(fā)，會導(dǎo)致瓷 件產(chǎn)

23、生開裂缺陷。7造粒的方法，最常用的是噴霧干燥造粒法。 常用的造粒方法主要有手工造粒法、 加壓造粒法、 噴霧干燥造粒法、 凍結(jié)干燥法。8. 讓漿料懸浮的兩種方法：一種是控制料漿的 pH值；另一種是利用有機表面活 性物質(zhì)的吸附。 采用注漿成型的新型陶瓷坯料， 因其中多為瘠性物料， 必須采 取一定措施，使?jié){料具有一定的懸浮性。10By shendu第 4 章 陶瓷坯體的成型1. 名詞解釋拱橋效應(yīng) ：粉料自由堆積的孔隙率往往比理論計算值大得多。這因為實際粉料 不是球形，加上表面粗糙，結(jié)果顆?；ハ嘟诲e咬合，形成拱橋形空間，增大孔隙 率。這種現(xiàn)象稱為拱橋效應(yīng)。彈性后效 ：外力取消后， 由于壓制過程中產(chǎn)生的

24、彈性力而引起坯體膨脹的作用稱 為彈性后效。排蠟：2. 根據(jù)含水量的不同，成型方法的種類： （注漿成型法、可塑成型法、干壓成型法和等靜壓成型法） 。3. 加壓方式對坯體密度的影響。 單面加壓時，坯體中壓力分布是不均勻的。不但有低壓區(qū)，還有死角。為了使坯 體的致密度完全一致， 宜采用雙面加壓。 雙面同時加壓時， 可使底部的低壓區(qū)和 死角消失，但坯體中部的密度較低。若雙面先后加壓，兩次加壓之間有間歇，利 于空氣排出，使整個坯體壓力與密度都較均勻。如果在粉料四周都施加壓力 （ 也 就是等靜壓成型 ） ，則坯體密度最均勻。4. 影響層裂的因素及防治方法。 氣體的影響。 坯體水分的影響。 加壓次數(shù)對層裂的

25、影響。 壓制時間及壓力的影響。防治方法：5 熱壓鑄成型的工藝參數(shù)有哪些？ 蠟漿溫度 注模溫度 壓力制度在成型的過程中，當(dāng)壓力超過某一極限值時，蠟漿開始經(jīng)過出漿管 進入模具內(nèi)。這個操作的最小壓力應(yīng)為： Pm = （H-h）6. 干燥過程的三個階段及特征11By shendua. 第一階段是干燥過程中最主要的階段， 此階段排出大量水分， 在整個階段中， 排出速度始終是恒定的，故稱為等速干燥階段。在此階段中，水分的蒸發(fā)僅發(fā)生在坯體表面上，干燥速度等于自由水面的蒸 發(fā)速度。b. 第二階段是降速干燥階段， 隨著干燥時間的延長， 或坯體含水量的減少， 坯體 表面的有效蒸發(fā)面積逐漸減少，干燥速度逐漸降低。此

26、時，水分從表面蒸發(fā)的速度超過自坯體內(nèi)部向表面擴散的速度，因此干燥 速度受空氣的溫度、濕度及運動速度的影響較小。c. 第三階段干燥速度逐漸接近零，最終坯體水分不再減少。 當(dāng)空氣中干球溫度小于 100時，此時保留在坯體中的水分稱為平衡水分。這部分水分被固體顆粒牢固地吸附著。7. 注漿成型中影響泥漿流動性和穩(wěn)定性的因素。(1) 固相的含量、顆粒大小和形狀的影響(2) 泥漿溫度的影響(3) 黏土及泥漿處理方法的影響(4) 泥漿的 pH值的影響8. 等靜壓成型的優(yōu)缺點。特點： 采用 HIP 燒結(jié)，陶瓷材料的致密化可以在比無壓燒結(jié)或熱壓燒結(jié)低 得多的溫度下完成，可以有效地抑制材料在高溫下發(fā)生很多不利的反應(yīng)

27、或變 化，如晶粒異常長大和高溫分解等； 通過 HIP 燒結(jié)工藝，能夠在減少甚至無燒結(jié)添加劑的條件下，制備出微觀 結(jié)構(gòu)均勻且?guī)缀醪缓瑲饪椎闹旅芴沾蔁Y(jié)體，顯著地改善材料的各種性能； 通過 HIP 后處理工藝，可以減少乃至消除燒結(jié)體中的剩余氣孔，愈合表面 裂紋，從而提高陶瓷材料的密度、強度； HIP 工藝能夠精確控制產(chǎn)品的尺寸與形狀，而不必使用費用高的金剛石 切割加工，理想條件下產(chǎn)品無形狀改變9. 注漿成型法有空心注漿和實心注漿兩種。 為了提高注漿速度和坯體的質(zhì)量， 又 出現(xiàn)了壓力注漿、離心注漿和真空脫氣注漿等方法。12By shendu10. 粉料安息角：粉料雖然由固體顆粒所組成，但由于其分散度

28、較高，具有一定 的流動性。可用安息角 角反映粉料的流動性。一般粉料的自然安息角 角為 20o40o。如粉料呈球形，表面光滑，易于向四周流動， 角就小。11. 瓷粉表面一般是帶電荷、有極性、親水的，而石蠟是非極性的、憎水的。瓷 粉和石蠟不容易吸附，長期加熱后容易產(chǎn)生沉淀現(xiàn)象。為了解決這個問題， 生產(chǎn)中常采用表面活性物質(zhì)作為瓷粉與石蠟的聯(lián)系媒介。 表面活性物質(zhì)是由 易溶于水或容易被水濕潤的原子團親水基 （極性基 ）和易溶于油的原子 團親油基 （非極性基，憎水基 ） 所組成的。常用的表面活性物質(zhì)為油酸、 硬脂酸、蜂蠟等。13By shendu第 5 章 陶瓷材料的燒結(jié)1. 名詞解釋 燒結(jié)：指多孔狀陶

29、瓷坯體在高溫條件下，表面積減小、孔隙率降低、力學(xué)性能提 高的致密化過程。燒成 : 將硅酸鹽制品在一定條件下進行熱處理，使之發(fā)生一系列物理化學(xué)變化， 形成預(yù)期的礦物組成和顯微結(jié)構(gòu)， 從而達到固定外形并獲得所要求性能的 工序釉料的熔融溫度范圍 : 指釉隨著溫度的升高， 從開始出現(xiàn)液相的始熔溫度到完全 成為液相的流淌溫度之間的溫度區(qū)域范圍固相燒結(jié) ：在燒結(jié)溫度下， 粉末坯體在固態(tài)情況下達到致密化的燒結(jié)過程稱為固 相燒結(jié)。液相燒結(jié) ：粉末坯體在燒結(jié)過程中有液相存在的燒結(jié)過程稱為液相燒結(jié)。還原焰 ：指在燃燒過程中，氧氣供應(yīng)不足，燃燒不充分，在燃燒產(chǎn)物中有一氧化 碳等還原性氣體，沒有或者極少游離氧的存在的

30、火焰。氧化焰 ： 指燃料中全部可燃成分在氧氣充足的情況下達到完全燃燒，燃料產(chǎn)物 中沒有游離 C及 CO ， H2，CH4 等可燃成份的一種無煙火焰。2. 燒結(jié)工藝中， HP、HIP、SPS、MS等是指什么燒結(jié)方式。燒結(jié)驅(qū)動力總界面能 的減少。熱壓燒結(jié) (hot-pressing-sintering，HP)， 熱等靜壓燒結(jié) (high temperature isostatic pressin，g HIP)， 放電等離子體燒結(jié) (spark plasma sintering，SPS)， 微波燒結(jié) (microwavesintering，MS) ，3. 燒結(jié)參數(shù)的兩大體系： 材料參數(shù)和工藝參數(shù)，

31、材料參數(shù)和工藝參數(shù)又分別包括 哪些參數(shù)？14By shendu4. 材料參數(shù)如何影響燒結(jié)樣品的性能？(1) 顆粒尺寸對燒結(jié)的影響 , 原始粉料中的顆粒尺寸越小，致密化速率越快。(2) 粉體結(jié)塊和團聚對燒結(jié)的影響 , 結(jié)塊和團聚形成的粗大顆粒都是通過表面力 結(jié)合的。單位質(zhì)量的表面力與顆粒尺寸成反比。(3) 顆粒形狀對燒結(jié)的影響 , 在一對程度上，顆粒的形狀對燒結(jié)性能有一定的影 響，例如，對 -Al 2O3 粉體燒結(jié)試驗表明，具有等軸形狀的粉體顆粒有利于燒結(jié) 樣品致密度的提高。(4) 顆粒尺寸分布對燒結(jié)的影響 , 分析由不同尺寸分布的坯體內(nèi)部，在燒結(jié)過程 中“拉出氣孔”和晶粒生長驅(qū)動力之間力的平衡

32、作用 , 燒結(jié)樣品中的晶粒尺寸分 布狀況類似于起始顆粒尺寸分布。5. 工藝參數(shù)如何影響燒結(jié)樣品的性能？(1) 燒成溫度對產(chǎn)品性能的影響 , 燒成溫度的高低直接影響晶粒尺寸和數(shù)量。 對固相擴散或液相重結(jié)晶來說， 提高燒成溫度是有益的。 然而過高的燒成溫度對 特種陶瓷來說， 會因總體晶粒過大或少數(shù)晶粒猛增， 破壞組織結(jié)構(gòu)的均勻性， 因 而產(chǎn)品的機電性能變差。(2) 保溫時間對產(chǎn)品性能的影響， 保溫時間過長， 則晶粒溶解， 不利于在坯中形 成堅強骨架，而降低力學(xué)性能。(3) 燒成氣氛對產(chǎn)品性能的影響， 對含揮發(fā)組分的壓電陶瓷等坯料， 氣氛對燒結(jié) 的影響尤其重要， 燒成時須用保護氣氛來防止坯料組分的變

33、動， 避免成為多孔坯 體。但保護氣氛的濃度也會直接影響坯體的配方組成， 選擇不當(dāng)反會劣化產(chǎn)品性 能。(4) 升溫與降溫速度對產(chǎn)品性能的影響，升溫慢時，抗折強度高、損耗角正切 tan 值低，過快地升溫，則分解氣體排除困難，有礙氣孔率的進一步降低。過 燒時也會引起氣孔率增加、機械強度降低、損耗角變大。6. 固相燒結(jié)的三個階段及機理。 答：(1)固相燒結(jié)一般可分為三個階段：初始階段，主要表現(xiàn)為顆粒形狀改變； 中間階段，主要表現(xiàn)為氣孔形狀改變；最終階段，主要表現(xiàn)為氣孔尺寸減小。(2)一般利用簡單的雙球模型來解釋初始階段機理，用通路氣孔模型來解釋中15By shendu間階段機理，而最終階段機理通常采用

34、孤立氣孔模型來分析7. 液相燒結(jié)的三個階段及機理。 P167 LPS燒結(jié)致密化過程根據(jù)三種速率機理， 傳統(tǒng)上劃分為三個明顯的階段 1、2、3。 隨著密度增加， 致密化機理逐漸從重排 （ 階段 1）到溶解 - 沉淀（ 階段 2） ，最后的氣 孔（或氣相 ） 排出（階段 3）。7. 常用特色燒結(jié)的方式及主要特點 .P180a. 熱壓燒結(jié)： 熱壓時，由于粉料處于熱塑性狀態(tài)，形變阻力小，易于塑性流動和致 密化，因此，所需的成型壓力僅為冷壓法的 1/10 ，可以成型大尺寸的 Al 2O3、 BeO、 BN和 TiO2等產(chǎn)品。 由于同時加溫、加壓，有助于粉末顆粒的接觸、擴散、流動等傳質(zhì)過 程，降低燒結(jié)溫度

35、和縮短燒結(jié)時間，因而抑制了晶粒的長大。 熱壓法容易獲得接近理論密度、氣孔率接近于零的燒結(jié)體，容易得到 細晶粒的組織，容易實現(xiàn)晶體的取向效應(yīng)和控制含有高蒸氣壓成分的系統(tǒng) 的組成變化，因而容易得到具有良好力學(xué)性能、電學(xué)性能的產(chǎn)品。 能生產(chǎn)形狀較復(fù)雜、尺寸較精確的產(chǎn)品。熱壓法的缺點是生產(chǎn)率低、 成本高。b. 等靜壓燒結(jié)： 采用 HIP 燒結(jié)，陶瓷材料的致密化可以在比無壓燒結(jié)或熱壓燒結(jié)低得多的 溫度下完成， 可以有效地抑制材料在高溫下發(fā)生很多不利的反應(yīng)或變化， 如晶粒 異常長大和高溫分解等； 通過 HIP 燒結(jié)工藝， 能夠在減少甚至無燒結(jié)添加劑的條件下， 制備出微觀 結(jié)構(gòu)均勻且?guī)缀醪缓瑲饪椎闹旅芴沾蔁?/p>

36、結(jié)體，顯著地改善材料的各種性能； 通過 HIP 后處理工藝， 可以減少乃至消除燒結(jié)體中的剩余氣孔， 愈合表面 裂紋，從而提高陶瓷材料的密度、強度； HIP 工藝能夠精確控制產(chǎn)品的尺寸與形狀， 而不必使用費用高的金剛石切 割加工，理想條件下產(chǎn)品無形狀改變。c. 放電等離子體燒結(jié)： 燒結(jié)溫度低 （比 HP和 HIP 低 200300） 、燒結(jié)時間短 （ 只需 310min，16By shendu而 HP和 HIP 需要 120 300min) 、單件能耗低； 燒結(jié)機理特殊，賦予材料新的結(jié)構(gòu)與性能； 燒結(jié)體密度高，晶粒細小，是一種近凈成形技術(shù)； 操作簡單，不需要十分熟練的操作人員和特別的模套技術(shù)。d

37、. 微波燒結(jié)：(1) 微波與材料直接耦合導(dǎo)致整體加熱由于微波的體積加熱，得以實現(xiàn)材料 中大區(qū)域的零梯度均勻加熱，使材料內(nèi)部熱應(yīng)力減小，從而減小開裂和變形 傾向。同時由于微波能被材料直接吸收而轉(zhuǎn)化為熱能， 所以能量利用率極高， 比常規(guī)燒結(jié)節(jié)能 80以上。(2) 微波燒結(jié)升溫速度快，燒結(jié)時問短某些材料在溫度高于臨界溫度后，其 損耗因子迅速增大，導(dǎo)致升溫極快。另外，微波的存在降低了活化能，加快 了材料的燒結(jié)進程，縮短了燒結(jié)時間。(3) 安全無污染微波燒結(jié)的快速燒結(jié)特點使得在燒結(jié)過程中作為燒結(jié)氣氛的 氣體的使用量大大降低，這不僅降低了成本，也使燒結(jié)過程中廢氣、廢熱的 排放量得到降低。(4) 能實現(xiàn)空間

38、選擇性燒結(jié)對于多相混合材料，由于不同材料的介電損耗不 同，產(chǎn)生的耗散功率不同，熱效應(yīng)也不同，可以利用這點來對復(fù)合材料進行 選擇性燒結(jié)，研究新的材料產(chǎn)品和獲得更佳材料性能。9常見的間歇式窯爐和連續(xù)式窯爐的種類。 間歇式窯爐按其功能新穎性可分為電爐、高溫倒焰窯、梭式窯和鐘罩窯。 連續(xù)式窯爐按制品的輸送方式可分為隧道窯、高溫推板窯和輥道窯。10. 窯爐中常用的發(fā)熱元件及工作溫度。爐溫在 1200以下，通常采用鎳鉻絲、鐵鉻鎢絲；爐溫為 1350-1400時， 采用硅碳棒；爐溫為 1600，可采用二硅化鉬棒作為電熱體。11燒成制度包括哪三大制度。燒成制度包括溫度制度、氣氛制度和壓力制度12. 溫度制度包括的參數(shù)及燒成曲線的四部分內(nèi)容及控制。 溫度制度包括升溫速度、燒成溫度、保溫時間及冷卻速度等參數(shù)17By shendu燒成曲線中包括各階段的升溫速度、 燒成溫度（止火溫度）與保溫時間的確定、 冷 卻速度13. 氣氛制度的控制要點。坯體水分蒸發(fā)期 （室溫 300） 對氣氛沒有特殊要求。在氧化分解與晶型轉(zhuǎn)變期 （300950） ，為使坯體氧化分解充分， 要求采用氧化 氣氛。在玻璃化成瓷期 （950燒成溫度 ） ，陶器、炻器均采用氧化氣氛燒成，而瓷器 的燒成可分為兩種氣氛。14. 隧道窯中壓力制度的控制方法及要點 窯頭壓力最好控制在 0 -30P